Un collecteur d’énergie vibratoire à large bande avec gestion intégrée de l’énergie conçu pour les environnements difficiles.

Les collecteurs d’énergie bistables (BEH) sont des dispositifs bien adaptés pour faire face à la variation du spectre de fréquence de la source de vibration. En effet, le mouvement non linéaire de ce type de collecteur permet d’atteindre une bande passante de récolte allant jusqu’à 50 % de la fréquence de résonance, contre 1 à 2 % de la fréquence de résonance pour les collecteurs d’énergie linéaires conventionnels. CEDRAT TECHNOLOGIES propose une conception utilisant une barre flexible et la technologie APA® (Amplified Piezoelectric Actuator) basée sur une architecture brevetée par l’USMB. Le comportement non linéaire d’un tel type de capteur d’énergie a déjà été étudié dans la littérature et a donné des résultats prometteurs.
En raison de l’utilisation d’une barre déformée, le capteur d’énergie bistable est très sensible à la dilatation thermique résultant d’un environnement difficile. Dans cet article, une conception améliorée est proposée pour gérer la dilatation thermique et garantir les capacités de récolte dans une large gamme de températures allant de -40°C à +80°C.

En outre, un circuit d’extraction électronique a été mis en œuvre pour fournir une tension de sortie régulée afin d’alimenter un IoT. En outre, ce circuit électronique peut gérer l’excès spontané d’énergie en le stockant dans un supercondensateur ou une batterie, puis le restituer pour continuer à alimenter l’IdO lorsque le niveau de vibration diminue. Le BEH avec le circuit d’extraction électronique peut générer une puissance de 8mW .

La combinaison d’un collecteur d’énergie bistable athermalisé avec un circuit d’extraction électronique augmente le niveau de préparation technologique pour être intégré dans un système soumis à un environnement difficile, comme les applications ferroviaires par exemple.